[發明專利]一種熔融結晶提純硫酸氧釩的方法

有效

• 申請號: 202110038827.1
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112777633B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張立峰;李亞瓊;楊文;任英;羅艷;王祎;段豪劍
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;燕山大學
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種熔融結晶提純硫酸氧釩的方法，屬于化工、材料技術領域。將低純度硫酸氧釩原料先加熱至熔融狀態，進行一級結晶和一級過濾得到粗硫酸氧釩結晶產物和結晶殘液，之后將粗硫酸氧釩結晶產物進行發汗提純和離心過濾得到高純硫酸氧釩產物和發汗殘液，最后將上述結晶殘液和發汗殘液收集并冷卻，得到粗硫酸氧釩副產品。整個過程不使用其他熔劑，避免了二次污染。本發明熔融結晶方法包含結晶提純和發汗提純兩個階段，可分階段地去除硫酸氧釩中的高熔點和低熔點雜質，發汗提純后結合離心過濾，可有效分離高純硫酸氧釩結晶產品，避免了夾雜、包藏、粘附在結晶產品內部、表面的雜質殘液，降低了成本，縮短了流程；達到了高效、清潔、節能提純的目的。

技術領域

本發明涉及化工、材料技術領域，更具體地說，涉及一種熔融結晶提純硫酸氧釩的方法。

背景技術

硫酸氧釩(VOSO₄)是一種重要的工業釩制品，是制備釩電池電解液、先進玻璃制造的重要原料，廣泛應用于化工、材料、新能源、醫藥等領域。目前，硫酸氧釩多由工業五氧化二釩中制備，品質較低，雜質含量高，無法滿足電池等領域的高標準要求。因此，如何低成本、高效率的制備高純度硫酸氧釩成為了新能源等多領域可持續發展的關鍵之一。

目前，高純硫酸氧釩的制備方法方法以溶液凈化法為主。經檢索如中國專利申請號：CN201510698603.8，申請日：20151023，發明創造名稱：一種高純硫酸氧釩溶液的制備方法，該申請案公開了本發明提供一種高純度硫酸氧釩溶液的制備方法，包括如下步驟：a)Fe²⁺的氧化；b)Fe³⁺的去除；c)鉻離子的去除及氫氧化氧釩的制備；d)高純度硫酸氧釩溶液的制備；所述粗硫酸氧釩溶液為鉻含量≥550.3mg/L，鐵含量≥269.6mg/L的硫酸氧釩溶液。采用該方法得到的硫酸氧釩溶液中的鉻含量為≤0.002％，鐵含量≤0.0027g/L。

經檢索如中國專利申請號：CN201210108878.8，申請日：20120412，發明創造名稱：一種全釩液流電池的硫酸氧釩電解液制備方法。其特征是經釩渣及石煤浸出、反萃取、樹脂解析所得硫酸氧釩溶液用堿金屬或堿土金屬的氧化物或氫氧化物調整pH，加入無機還原劑；用P204或P507∶TBP∶磺化煤油萃取劑，多級逆流萃取，兩相分離后，洗滌載釩有機相；用硫酸溶液2～5級多級逆流反萃取載釩有機相，制得硫酸氧釩反萃取液；調整硫酸氧釩反萃取液pH，加入有機還原劑調整溶液電位值，用上述萃取劑萃取，兩相分離后，用硫酸溶液洗滌載釩有機相，用硫酸溶液多級逆流反萃取，得到硫酸氧釩溶液；蒸餾至全釩液流電池所需濃度。上述方法都能制備得到一定純度的硫酸氧釩，但制備流程較長，同時需要添加一定含量的添加劑、還原劑等，限制了產品純度的提升。

此外，熔融結晶法也可提純物質，其原理是利用待提純物質與雜質熔點不同的性質，通過結晶過程中過飽和度或過冷度推動力作用下促進物質結晶、與雜質分離，達到純度提升的效果。該方法無需添加任何溶(熔)劑，同時環境友好、高效低能耗、工藝流程短、產品純度高，廣泛應用于化工領域。對于硫酸氧釩，其熔點低至105℃，含有Fe、Al、Mn、Cr、Si等雜質元素，這些雜質熔點與VOSO₄熔點差別較大，采用熔融結晶方法可實現高效提純，通過對發汗液體采用離心過濾可高效分離，從而強化雜質脫除。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于針對現有技術中提純硫酸氧釩工藝流程冗長、復雜、成本高等問題，提供了一種熔融結晶提純硫酸氧釩的方法，該方法通過對硫酸氧釩加熱熔融，再經一次結晶分離得到粗硫酸氧釩，再經發汗提純、離心過濾分離，最終獲得高純硫酸氧釩。同時將結晶殘液和發汗液體收集并冷卻后得到粗硫酸氧釩副產品。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：